【題目】如圖所示，在光滑的水平地面上建立直角坐標系xOy，0＜x＜2L的區(qū)域內(nèi)有一沿y軸正方向的勻強電場，x＞2L的區(qū)域內(nèi)有一豎直向上的勻強磁場。x軸的負半軸上固定一 彈射裝置，彈簧的自由端剛好位于坐標原點。某時刻，將一帶正電的小球壓縮彈簧裝入彈射裝置，小球被彈射后以速度v0進入電場；之后的另一時刻，另一質(zhì)量相同的帶負電小球也被彈射后以同樣的速度進入電場，其進入磁場邊界時的坐標為（2L，-L）。負電小球所帶電荷量大小是正電小球的3倍，它們在磁場中分別運動半周后在某點相遇，不計兩小球之間的相互作用，求：

（1）負電小球進入磁場邊界時速度方向與y軸負方向的夾角；

（2）兩小球在磁場中相遇時的位置坐標；

（3）兩小球先后進入電場的時間差。

【答案】（1） , （2）(3L，- )(3)

【解析】

（1）負電小球在電場中做類平拋運動，根據(jù)兩個方向的運動特征求解小球進入磁場邊界時速度方向與y軸負方向的夾角；（2）由于負電小球所帶電荷量大小是正電小球的3倍，正電小球在電場中做類平拋運動的加速度為負電小球的1/3倍；進入磁場時的縱坐標為負電小球的1/3倍，根據(jù)幾何關(guān)系求解兩小球在磁場中相遇時的位置坐標；（3）根據(jù)粒子在磁場中做圓周運動的周期求解兩小球先后進入電場的時間差。

（1）負電小球在電場中做類平拋運動，有

由以上兩式可得

設(shè)小球進入磁場邊界時速度方向與y軸負方向的夾角為θ2，有

（2）由于負電小球所帶電荷量大小是正電小球的3倍，正電小球在電場中做類平拋運動的加速度為負電小球的1/3倍；進入磁場邊界時的坐標為（2L，）

設(shè)正電小球進入磁場邊界時速度方向與y軸正方向的夾角為θ1，可解得

由幾何關(guān)系可知，兩小球相遇點和正負小球進入磁場邊界時的位置構(gòu)成直角三角形，設(shè)相遇點的位置坐標為（x，y），有

（3）兩小球在電場中運動的時間相等，設(shè)正電小球在磁場中運動半周的時間為t1，速度為v1，負電小球在磁場中運動半周的時間為t2，速度為v2，則

因此，要使兩小球相遇，兩小球先后進入電場的時間差為

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同、初動能相同的小球，不計空氣阻力，以地面為零勢能面，則兩小球上升到同一高度時　　

A. 它們具有的重力勢能相等

B. 質(zhì)量小的小球動能一定小

C. 它們具有的機械能相等

D. 質(zhì)量大的小球機械能一定大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。電路中的R2 、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強度增大而減小）。當電鍵S閉合時，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)。有關(guān)下列說法中正確的是

A．只逐漸增大R1的光照強度，電阻R0消耗的電功率變大，電阻R3 中有向上的電流

B．只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動時，電源消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流

C．只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動端P1向下端移動時，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向下運動

D．若斷開電鍵S，帶電微粒向下運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略。一帶負電油滴被固定于電容器中的P點�，F(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則（ ）

A. 平行板電容器的電容將變大

B. 靜電計指針張角不變

C. 帶電油滴的電勢能將增大

D. 若先將上極板與電源正極連接的導線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）在實驗室，某同學用多用電表粗測一段樣品的電阻。經(jīng)正確操作后，用“×100Ω”檔時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)情況如圖所示，則他應(yīng)該換用______檔(填“×10Ω”檔或“×1kΩ”)重新測量。換檔后，在測量前應(yīng)_______________

（2）某同學利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動勢（電動勢E大約在9 V左右，內(nèi)阻r約為50Ω），已知該電池允許輸出的最大電流為150 mA．該同學利用如圖甲所示的電路進行實驗，圖中電壓表的內(nèi)阻約為2 kΩ，R為電阻箱，阻值范圍0～9999Ω，R0是定值電阻，阻值為20Ω，起保護電路的作用．

①在圖甲的實物圖中，已正確地連接了部分電路，請用筆畫線代替導線完成余下電路的連接_________。

②該同學完成電路的連接后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，其中電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，其讀數(shù)為_______V .

③改變電阻箱的阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出如圖丙所示的圖線，則根據(jù)該同學所作出的圖線可求得該電池的電動勢E =________V，內(nèi)阻r =_________Ω .（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，S1、S2 是兩個相干波源，它們的相位及振幅均相同。實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波 的波峰和波谷，關(guān)于圖中所標的 a、b、c 三點，下列說法中正確的是

A. a 質(zhì)點振動減弱，b、c 質(zhì)點振動加強

B. a 質(zhì)點振動加強，b、c 質(zhì)點振動減弱

C. 再過 T/4 后的時刻，b、c 兩質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，振動將減弱

D. a 點一直在平衡位置，b 點一直在波峰，c 點一直在波谷

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相同的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是（ ）

A. O點處的磁感應(yīng)強度為零

B. a、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反

C. b、c兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同

D. a、c兩點處的磁感應(yīng)強度大小不等，方向相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行光滑金屬導軌MN和PQ，它們的電阻忽略不計，在M和P之間接有阻值R為4Ω的定值電阻，現(xiàn)有一質(zhì)量m為0.5kg的導體棒ab，長L=0.5m，其電阻r為1.0Ω，與導軌接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T，現(xiàn)使導體棒ab以v=8m/s的速度向右做勻速運動。求：

(1)導體棒ab中電流的方向；

(2)ab兩端電壓U；

(3)導體棒ab所受的外力大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年4月20日19時41分天舟一號貨運飛船在文昌航天發(fā)射中心由長征七號遙二運載火箭成功發(fā)射升空。22日12時23分，天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室順利完成首次自動交會對接。中國載人航天工程已經(jīng)順利完成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的前兩步，中國航天空間站預計2022年建成。建成后的空間站繞地球做勻速圓周運動。已知地球質(zhì)量為M，空間站的質(zhì)量為m0，軌道半徑為r0，引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。

（1）求空間站線速度v0的大�。�

（2）宇航員相對太空艙靜止站立，應(yīng)用物理規(guī)律推導說明宇航員對太空艙的壓力大小等于零；

（3）規(guī)定距地球無窮遠處引力勢能為零，質(zhì)量為m的物體與地心距離為r時引力勢能為Ep=-。由于太空中宇宙塵埃的阻力以及地磁場的電磁阻尼作用，長時間在軌無動力運行的空間站軌道半徑慢慢減小到r1（仍可看作勻速圓周運動），為了修正軌道使軌道半徑恢復到r0，需要短時間開動發(fā)動機對空間站做功，求發(fā)動機至少做多少功。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案